針對油藏注水系統(tǒng)優(yōu)化與提升的研究

【摘要】石油礦藏作為一種重要的礦產(chǎn)能源，在世界各國的使用范圍都十分的廣闊。面對石油資源日漸稀缺的今天，提高石油的開采效率是一項重要的研究課題。面對油藏注水過程中的水質(zhì)問題，其往往會給地層以及注水系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的隱患以及威脅。

【關(guān)鍵詞】油藏；注水；系統(tǒng)優(yōu)化；提升

前言

在進(jìn)行油藏注水的過程中，確保油藏注水系統(tǒng)能夠安全的使用是非常關(guān)鍵的事情。但是由于在注水過程中水質(zhì)本身所存在的問題，往往導(dǎo)致了油藏注水系統(tǒng)內(nèi)部問題頻發(fā)現(xiàn)象的出現(xiàn)，以下我將針對油藏注水系統(tǒng)優(yōu)化與提升進(jìn)行簡要的研究分析。

一、注水常見問題

1.1注水過程中單井管線損失出現(xiàn)超標(biāo)問題是最長出現(xiàn)的，該問題主要是由于在進(jìn)行注水的過程中，注水半徑太大，沿線的管道鋪設(shè)太長，使經(jīng)過管線內(nèi)部的水在流動過程中留下了大量的水垢，造成嚴(yán)重的沿程摩擦損失的不斷增加。

1.2在進(jìn)行施工建造的過程中，注水管網(wǎng)的管徑往往與實際使用過程中水流流量并不匹配，造成管網(wǎng)使用的運(yùn)行效率低下等問題原因的直接出現(xiàn)。加之在進(jìn)行邊外注水井的注水過程中，注水的流速偏大，進(jìn)而導(dǎo)致了管損的的不斷增加，使在注水過程中正常的注水井流速受到影響，不斷降低，進(jìn)而沉積了大量的水垢；這種問題出現(xiàn)的根本原因往往是由于相關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行人員沒有正確的按照系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，造成了系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)不合理，使余量不斷增加。

1.3在進(jìn)行水泵的使用過程中，由于其長期處在工作的狀態(tài)，所以造成了注水泵滿負(fù)荷運(yùn)載時間過程長，維修人員需要不斷的進(jìn)行水泵的維修，面對大排量注水給占內(nèi)部本就存在的較大的管線壓力，這就容易造成管線在高壓下出現(xiàn)穿孔。所以，如果經(jīng)常停止水泵進(jìn)行長時間的水泵維修，勢必會造成注水的水壓不穩(wěn)以及地層內(nèi)部激蕩而出大量塵沙，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)，增加了水泵的維修作業(yè)頻率。

1.4在整個油藏注水的過程中，集油站的作用是非常關(guān)鍵的，但是由于實際發(fā)展過程中集油站對油水分離以及污水處理的能力存在一定的不足，致使通過注水站出來的水也同樣面臨不達(dá)標(biāo)的窘困境地，加之注水站沒有正規(guī)的污水凈化處理系統(tǒng)，不能夠?qū)ξ鬯M(jìn)行有效的二次處理，使得在進(jìn)行油藏注水的過程中所使用的水質(zhì)是不達(dá)標(biāo)的水，在這種不達(dá)標(biāo)水質(zhì)的影響下，井內(nèi)的所有設(shè)備都會遭到嚴(yán)重的腐蝕，久而久之大量的水垢也會將內(nèi)部管路封堵，導(dǎo)致油藏注水系統(tǒng)癱瘓。

1.5在進(jìn)行污水回收處理的過程中，由于輸出的水質(zhì)就相對較差，面對大量的注水，最終導(dǎo)致在向境內(nèi)注水的過程中困難重重、維修頻繁，即使及時維修，在短時間內(nèi)還會再次發(fā)生問題，嚴(yán)重的影響了污水的處理。

1.6油藏注水系統(tǒng)使用的一般為柱塞泵，該泵的實際功效較低，使電機(jī)一直處在低負(fù)荷、小負(fù)載的工作環(huán)境下，導(dǎo)致了大馬拉小車現(xiàn)象的出現(xiàn)。

二、注水水質(zhì)分析

2.1水樣離子分析 實驗分析得出，集油站水樣pH值弱低于7，其礦化度均在15200mg/L左右，存在一定量的鐵、鈣、鎂、碳酸氫根結(jié)垢離子，而鍶、鋇、硫酸根的含量一般，可能存在結(jié)鐵垢、碳酸鈣和碳酸鎂垢的趨勢。

2.2懸浮固體含量含量分析 集油站節(jié)點(diǎn)平均懸浮固體含量逐步升高，懸浮物含量從4.3mL（沉降罐出水）升高到12.4mg/LG'b輸）。說明污水體系在不斷產(chǎn)生新的懸浮物，水質(zhì)穩(wěn)定性差

2.3含鐵量分析 水樣中的含鐵量測定按原子吸收方法進(jìn)行。有的集油站節(jié)點(diǎn)的含鐵量相當(dāng)高，斜板罐出水達(dá)到6.89mg/L，嚴(yán)重超標(biāo)；斜板罐出水的含鐵量急劇升高，從4.29mg/L升高到6.89mg/L，含鐵量升高的主要原因是水處理設(shè)備因為腐蝕產(chǎn)生的鐵離子進(jìn)入了污水體系。綜上所述，斜板罐的內(nèi)部實際上存在者嚴(yán)重的腐蝕，需要在間隔周期較短的時間內(nèi)進(jìn)行全面的檢查，避免由于腐蝕引起的損失。在油田的注水過程中，油田的污水內(nèi)部含有大量的鐵，這就導(dǎo)致了在達(dá)到一定含量之后，鐵元素就會開始沉淀，最終促使沿程污水的內(nèi)部懸浮物含量開始不斷升高。如果在不經(jīng)意的情況下將大量大含有鐵元素的油田污水注入進(jìn)油藏當(dāng)中，這就必然會導(dǎo)致油藏的內(nèi)部產(chǎn)生大量的鐵沉淀，這種鐵沉淀會持續(xù)的危害油藏，如果該油藏屬于低滲透油藏，那將遭受更為龐大的傷害。

三、儲層敏感性評價

3.1速敏性評價 速敏性是指因流體速度變化引起地層中微粒運(yùn)移，堵塞喉道，造成滲透率下降的現(xiàn)象。注水過程中水流速敏感性有三種主要表現(xiàn)形式：隨注入速度增加滲透率較大幅度下降，具有明顯的臨界流速：隨注入速度的增加滲透率大幅度升高，為表非速敏特征：滲透率基本不隨流速的變化而改變或者略有升高，為非速敏地層。高滲透或者疏松砂巖儲集層常常表現(xiàn)為前兩種形式，滲透率的變化反應(yīng)了地層微粒運(yùn)移的明顯特征。膠結(jié)致密的地層即使含有一定數(shù)量的伊利石和高嶺石等速敏礦物成分，但也不容易出現(xiàn)速敏傷害。多數(shù)致密低滲透油藏因為微孔隙較發(fā)育，所以多出現(xiàn)隨流速增加滲透率升高的現(xiàn)象，對于該類儲集層適當(dāng)增加注入速度可以提高注入水的波及系數(shù)，提高水驅(qū)效果。

3.2水敏性評價 當(dāng)儲層注入較低礦化度的注入水，引起蒙脫石、伊/蒙混層等水敏粘土礦物成分的水化膨脹，使得滲流通道變小，滲透率降低。在注水過程中，水敏感性主要有以下幾種表現(xiàn)形式：當(dāng)?shù)貙咏佑|后地層滲透率迅速下降，有的甚至很小的注入量就可以使得地層滲透率下降70%以上，甚至完全喪失滲流能力，屬于典型的強(qiáng)水敏地層；地層滲透率隨著低礦化度注入水注入量的增加逐漸下降，但下降幅度在30%--70%之間，這一類地層屬于中等水敏地層：注入淡水后地層滲透率下降幅度較小，表現(xiàn)為弱水敏，在某些成巖作用強(qiáng)，粘土礦物含量低的油田屬于該類儲集層。

3.3水驅(qū)指數(shù)評價 水驅(qū)指數(shù)是指某個時間內(nèi)每采出單位體積地下原油存入地層的注入水體積，其值越大，則表示注入水的水驅(qū)油強(qiáng)度越大。水驅(qū)指數(shù)等于0時，說明注入水沒有起到驅(qū)油效果；大于或等于1時，屬于強(qiáng)化注水開發(fā)，說明留在地層里的注入水體積大于采出原油在地下的體積；介于0～1之間，注入水水驅(qū)油作用較弱，屬于混合驅(qū)油開發(fā)階段。

四、注入水與地層流體和地層巖石的配伍性

4.1與地層流體的配伍性 如果在注水檢測過程中，發(fā)現(xiàn)水源井的內(nèi)部還有超標(biāo)的水質(zhì)懸浮固相，并且在檢測過程中內(nèi)部的固相顆粒含量一直處在不穩(wěn)定的狀態(tài)，這時就需要進(jìn)行精細(xì)的過濾，使注入地層水中的注入水與地層水的配伍性相同、礦化程度相近。

4.2與巖石的配伍性 通過水井抽出后注入地下的水，往往是需要流經(jīng)地層巖石的，在整個注水流動的過程中，固相顆粒以及油滴會不斷的媳婦在地層巖石上，造成地層巖石堵塞，進(jìn)而使地層巖石的滲透率不斷的發(fā)生降低，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)直接導(dǎo)致了地層內(nèi)部出現(xiàn)了大面積的污染；所以在后續(xù)的注水過程中應(yīng)該使用達(dá)標(biāo)的注水井，面對嚴(yán)重污染超標(biāo)的井源應(yīng)該進(jìn)行封井處理。

結(jié)語

綜上所述，面對油藏注水系統(tǒng)使用過程中存在的問題，通過科學(xué)的優(yōu)化設(shè)計以及提升的方案，將有效解決在注水過程中問題的出現(xiàn)，提高油藏注水系統(tǒng)的利用價值。

參考文獻(xiàn)

[1]趙興君.低滲透油藏注采系統(tǒng)優(yōu)化提高采收率研究.科技與企業(yè)，2013年第7期